CD-MOFs

CD-MOFs sind metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) auf Basis von Cyclodextrinen als Linker. Als Konnektoren werden meist Alkalimetallkationen verwendet. CD-MOFs werden als grüne MOFs bezeichnet, da sie im Gegensatz zu den meisten anderen metallorganischen Gerüstverbindungen auf den Einsatz giftiger bzw. umweltschädlicher Chemikalien verzichten. Diese Tatsache eröffnet für CD-MOFs neue Anwendungsbereiche, vor allem in der sogenannten

Drug delivery

, also dem möglichst gezielten und effizienten Freisetzen medizinischer Wirkstoffe. Dabei wird in einem Medikament der Wirkstoff in den CD-MOF eingelagert, um so z. B. verträglicher oder thermisch stabiler zu werden.

Es sind CD-MOFs von α-, β- und γ-Cyclodextrin bekannt. Der γ-CD-MOF mit Kaliumionen (${\ce {K+}}$) als Konnektoren, auch CD-MOF-1 genannt, ist der am besten untersuchte CD-MOF.

Potentielle Anwendungsbereiche

Gasspeicherung

Wie viele andere metallorganische Gerüstverbindungen können CD-MOFs Gase einlagern. Besonders die Einlagerung von Kohlenstoffdioxid (${\ce {CO2}}$) ist detailliert dokumentiert und untersucht worden. Diese findet nicht wie bei MOFs üblich als Physisorption statt, sondern als Chemisorption.

Chemisorption von ${\ce {CO2}}$ an das Cyclodextrin im CD-MOF unter Freisetzung eines ${\ce {H+}}$-Ions.

Trennverfahren

Auch für chemische Trennverfahren wird die Eignung von CD-MOFs untersucht. Der γ-CD-MOF ist in der Lage, ein Gemisch aus Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol in die einzelnen reinen Lösemittel zu trennen – sowohl in der flüssigen als auch in der Gasphase. Neben den Trennungen verschiedener organischer Lösemittel ist der CD-MOF auch in der Lage, Enantiomere einiger chiraler Moleküle, wie z. B. Limonen und 1-Phenylethanol, zu trennen.